铁路煤炭物流基地设计方案论文

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1中国铁路煤炭运输现状及战略机遇

1.1铁路煤炭运输存在问题

（1）现有煤炭运输以铁路为主，公路、水运的煤炭无缝联运基本没有形成，煤炭装卸地及公铁、水铁倒装货场以露天为主，环境污染大、煤炭损耗严重。

（2）铁路运输煤炭选配以简单铲车混拌为主，由于各种电煤、炼焦等锅炉需要煤灰分、硫分、水分、耐磨度、破碎度均不同，现有铁路煤炭运输除少数用量极大企业拥有自有煤炭仓储基地外，根本无法提供各种锅炉需要的煤炭，造成煤炭资源燃烧效率不高，资源浪费严重，污染进一步加剧。

（3）既有的煤炭装卸场地仓储能力严重不足，土地利用率不高，铁路煤炭运输信息化程度不高，无法起到调节我国煤炭市场“蓄水池”的作用，严重影响国家能源安全。

1.2铁路煤炭物流运输的战略机遇

国家发改委2013年12月的《煤炭物流发展规划（发改能源（2013）2650）》中指出：“到2020年铁路煤运通道年运输能力达到30亿吨；结合国家煤炭应急储备建设布局，重点建设11个大型煤炭储配基地和30个年流通规模2000万吨级物流园区；培育一批大型现代煤炭物流企业，其中年综合物流营业收入达到500亿元的企业10个；建设若干个煤炭交易市场。”以上规划正是铁路由一个单纯的煤炭运输企业向煤炭物流企业转变的战略机遇，在煤炭储配基地建设中必须克服以上存在的问题，建设以铁路为依托，集煤炭仓储、选配、加工、运输、交易功能一体的铁路煤炭物流基地。

2铁路煤炭物流基地的分类

2.1产地输出型煤炭物流基地

是指煤炭产地集中外运煤炭储配基地，主要作用是把一定范围内煤矿产地煤炭集中至物流基地，根据需求提供不同种类煤炭外运的同时根据煤炭市场波动进行存储，降低煤炭市场波动性对煤炭生产企业的生产及物流运输成本影响，典型的例子是山西大秦铁路的云冈支线、口泉支线上的集运站。该型的特点是靠近煤炭产地，煤炭公路运输至基地，铁路以装车为主。

2.2消费输入型煤炭物流基地

主要靠近煤炭消费区域，大部分专业性很强，专门为单一的工业企业服务，与工业企业生产流程联系紧密。例如较大电厂的储煤场、炼焦企业的煤炭仓储场、热源厂的煤炭供应点都是典型的消费输入型煤炭物流基地。

2.3路口中转型煤炭物流基地

一般建设在公路、铁路、水运交通比较发达，不同产地煤炭铁路运输路径交汇点，以及国家北煤南运、国外煤炭进口的重要节点。这种煤炭物流基地的功能比较齐全，规模也比较大，是煤炭中转、混配的重要基地。例如秦皇岛港、锦州港等港前煤炭物流基地，通辽正在建设当中的蒙东煤炭物流园，都是这种基地的典型代表。

3煤炭物流基地货物流线及设备选型

煤炭在物流基地内的货物流线主要分为卸车、检、仓储、洗（或选）、混配、粉、装车等工序，铁路卸车采用翻车机或螺旋式卸车机，传输采用传送带，仓储采用的主要是圆形简仓(每个筒仓直径约为二十米，高六十米)，装车采用简量漏斗仓，同时在卸车及简仓内设有自动采样机，称重设备有汽车衡和轨道衡。

3.1翻车机

翻车机指一种用来翻卸铁路敞车散料的大型机械设备，每套系统一般由翻车机、空车调车机、迁车台、重车调车机、抑尘除尘设施、夹轮器、止挡器设备、电气设备及控制系统（PLC）等部分组成。翻车机的翻转形式主要有转子式和侧倾式两种，按照布置形式可以分成贯通式布置、折返式布置，根据具体项目的地形条件选择不同的设备方案。3.1.1转子式翻车机转子式翻车机的原理是将在本体定位好的车皮满足翻卸条件后翻转一定角度，将每节车皮上的煤卸到煤斗，由给煤机给料到皮带上，由地面皮带机将卸下的煤运送到煤场或原煤仓，配合具有旋转车钩铁路敞车使用。有一次翻一辆敞车“单翻”，也有“双翻”、“三翻”，已建成煤炭卸车基地采用“双翻”居多。以“C”型转子“双翻”翻车机系统为例，适用于C60～C80车型，最大翻转质量240吨，一套系统综合卸车能力为0.6辆/分钟，按C80车型电力牵引万吨列车编组96辆，一列车卸车时间约为160分钟，按照到发线单线环线考虑，场站贯通式布置，列车到达作业35分钟，出发作业25分钟，起停车附加时分按照3分钟考虑，天窗维修时间120分钟.

3.1.2侧倾式翻车机。以摇架代替转筒，车辆在摇架上被夹紧后，随同摇架绕上方的轴旋转140°～170°后卸车。由于旋转时摇架和车辆的重心升高，驱动功率和结构重量有所增加，但可以不需建造地下料仓。以CFH-Ⅱ型称重侧倾式翻车机为例，该型翻车机主要由回转部分、回转驱动装置、压车系统、翻车机平台部分、下部桁架和电气系统组成，双翻效率0.5辆/分钟，按C70车型考虑万吨列车编组104辆，一列车卸车时间约为210分钟，按照到发线单线环线考虑，场站贯通式布置，列车到达作业35分钟，出发作业25分钟，起停车附加时分按照3分钟考虑，天窗维修时间120分钟，日卸车能力为：（t日装卸列车数）=(1440-120)（/210+35+25+3）=4.84列/日T（日装卸煤炭量）=0.72万吨/列×4.84=3.5万吨/日经过计算单到单服模式，年卸车能力为1278万吨/年，如到发线按3条配置贯通式卸车，根据班计划推演，多到单服年卸车能力约为1500万吨/年，两套该系统满足单线万吨重载铁路年输送能力（3000万吨/年）卸车需求略显不足。

3.1.3翻车机选型。煤炭物流基地翻车机设计方案选型中必须综合考虑区间输送能力、铁路技术标准、场站布置情况、辅助机械设备功率（重、清车调车机功率）等匹配情况，根据列车班计划合适确定建设方案，做到各种设备互相匹配。

3.2定量装车系统

定量装车系统是机车牵引列车通过装车线不停车装车的一种装卸方式，列车进入装车线启动系统，煤从输送机运至装车系统的塔架顶部，通过溜槽进入缓冲仓，确保缓冲仓中总保持一定量的煤。煤通过缓冲仓底卸料闸门向定量斗给料，定量斗经过称重后，煤通过定量斗下部的卸料闸门进入卸料溜槽，开始装车时直接伸到接近车厢底部位置卸料，卸料后关闭装车并把溜槽提高，当另一车厢过来，再重复刚才的动作。由于列车不间断地向前运行，当定量斗放空后，也正是列车行驶到车厢和车厢之间的空档距离。这时，缓冲仓向放空后的定量斗配料，为下一个车厢的列车做好准备，这样不断地重复，实现连续自动定量装车。定量装车系统最大功率约为8000吨/小时，按照环线布置，单到单服计算，日装车能力约为8.36万吨/日，年装车能力约为3000万吨/年，一套该系统环线布置即可与万吨电力牵引单线区间输送能力匹配。

3.3其他设备

3.3.1煤炭混配要点。煤炭仓储圆形简仓由混凝土建成，直径约为20米，高60米，与皮带输送机配合使用，煤炭卸车后用胶带输送机将不同品种的煤，装入不同的贮煤斗（或仓），通过圆盘给料机或箱式给煤机闸门的调节，控制不同品种煤出煤量的大小，不同品种煤经滚筒筛或振动筛分混配，筛下物即为配煤，筛上块煤如质量较好可取出销售而增值，质量差的块煤可再粉碎后，经过混合也掺入配煤中，然后贮存或外运。在铁路煤炭物流基地建设煤炭掺配生产线，正是现在铁路煤炭货场最大短板，实现配煤过程全程PLC控制，根据锅炉要求进行配煤计算，确定不同锅炉及不同产地煤种的约束条件，确定目标函数建立数学模型，完善煤炭全过程供应链，正是铁路煤炭物流基地软件建设的必要条件。

3.3.2称重设备。称重设备铁路主要是轨道衡、汽车采用汽车衡，铁路轨道衡分动态轨道衡和静态轨道衡，按外形分直线轨道衡、曲线轨道衡。现在主流设备采用动态直线轨道衡，场站设计时尽量考虑轨道衡设在平直线路上，两侧预留不少于100米平直段。（主要考虑大组保温车过衡，煤炭物流基地平直段可以适当降低）。

4铁路站场布置形式

4.1装车布置形式

（1）环线布置形式。站场货物线设环线布置，机车作业时不摘头，简量漏斗仓设在环线上，铁路列车装车动态装车，直进直出，配煤仓储等设施均在环线内布置。方案优点是装车作业效率高，缺点是占地面积大。

（2）纵列式布置。铁路到发场纵列设置，简量漏斗仓设在站场中部，列车动态装车，装好后摘下车头，车头经机走线至尾部挂头出发。该形式适合场地狭长布置，但作业效率较低。

4.2卸车布置形式

（1）横列布置形式。列车来车进入重车线，摘掉车头后由翻车机翻卸煤炭后利用移车平台至空车线，车列移动依靠重、轻车调车机，清车线外侧设清车场地，典型站场布置形式是“两重两空一走行”。

（2）纵列式布置。该种布置方式主要为旋转车钩列车设置，列车到达后不摘头动态进入翻车机室，翻卸后由本务机车牵引，经环线进入出发场或纵列式出发场。

（3）底开门车布置。车辆均采用底开门车辆，列车来车后至卸车线，煤炭卸车列用地沟内设皮带传送机输送至煤仓，打开车底卸车后，列车转线至到发车，车场可以纵列布置，也可以设环线。

5结束语

铁路煤炭物流基地设计方案与传统铁路煤炭货场及装卸场设计方案有一定的相似性，但是新型的煤炭物流基地必须考虑设备选型的自动化、装卸能力的匹配化，尤其是在掺配煤全供应链管理上面做好流线、软件的策划，充分考虑煤炭加工能力设计，做到信息化、无缝联运，以客户的角度考虑问题，严格控制物流成本。大型铁路煤炭物流基地建设关系到铁路由传统的煤炭运输企业向煤炭物流企业转型的战略决策，同时也是我国降低煤炭物流成本，提高煤炭利用效率的重要保证。

作者:曹亮单位:锦州铁道勘察设计院有限公司